SMD 中功率 LED 67-22ST 規格書 - PLCC-2 封裝 - 19.0V 最大電壓 - 50mA - 白光 - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

67-22ST 是一款採用 PLCC-2 封裝的表面黏著元件（SMD）中功率 LED。它被設計為白光 LED，兼具高光效、高演色性指數（CRI）、低功耗以及廣視角等優點。其緊湊的外形尺寸，使其非常適合空間利用率和良好光品質至關重要的廣泛照明應用。

1.1 核心優勢

定義此產品的關鍵特色包括其高發光強度輸出，確保明亮的照明效果。廣視角則能在大面積上提供均勻的光線分佈。產品採用無鉛材料製造，並符合 RoHS、歐盟 REACH 及無鹵素標準（溴 <900ppm、氯 <900ppm、溴+氯 <1500ppm）等主要環境與安全法規。產品採用 ANSI 標準分級，以確保一致的色彩與性能分類。

1.2 目標市場與應用

此 LED 是各種照明應用的理想解決方案。其主要用途包括住宅與商業空間的一般照明。它也非常適合裝飾性與娛樂性照明，這類應用對色彩品質與可靠性要求甚高。此外，它亦可用於電子設備與燈具中的指示燈及一般照明用途。

2. 深入技術參數分析

本節詳細解析 LED 在指定條件下的操作極限與性能特性。

2.1 絕對最大額定值

絕對最大額定值定義了可能導致元件永久損壞的極限值。這些額定值是在焊接點溫度（T_焊接）為 25°C 時所指定。

• 順向電流（I_F）：60 mA（連續）。
• 峰值順向電流（I_FP）：120 mA，在佔空比為 1/10、脈衝寬度為 10ms 的脈衝條件下允許。
• 功率消耗（P_d）：1080 mW。
• 操作溫度（T_操作）：-40°C 至 +85°C。
• 儲存溫度（T_儲存）：-40°C 至 +100°C。
• 熱阻（R_{th J-S}）：17 °C/W（接面至焊接點）。
• 接面溫度（T_j）：115 °C（最大值）。
• 焊接溫度：對於迴焊，指定為 260°C 持續 10 秒。對於手工焊接，極限為 350°C 持續 3 秒。

重要注意事項：此元件對靜電放電（ESD）敏感。在組裝與處理過程中必須遵循適當的 ESD 處理程序，以防止損壞。

2.2 電光特性

典型性能是在順向電流（I_F）為 50mA、焊接點溫度為 25°C 下測量。

• 光通量（Φ）：最小光通量從 118 流明起，取決於特定產品分級（見第 3 節）。量產的典型值為 133 流明和 145 流明系列。公差為 ±11%。
• 順向電壓（V_F）：在 50mA 下，最大順向電壓為 19.0V。典型範圍介於 17.0V 至 19.0V 之間，並據此分級。公差為 ±0.1V。
• 演色性指數（Ra / CRI）：標準系列的最小 CRI 為 80，R9 值為 0。公差為 ±2。
• 視角（2θ_1/2）：典型的半強度視角為 120 度，提供非常寬廣的光束。

3. 分級系統說明

為確保應用的一致性，LED 根據關鍵性能參數進行分級。

3.1 演色性指數（CRI）分級

產品使用單一字母符號來表示最小演色性指數。對於所列的 67-22ST 系列，使用符號 'M'，對應最小 CRI 為 60。其他可能的分級包括 N（65）、L（70）、Q（75）、K（80）、P（85）、H（90）及 R（R9 >50 的 90）。

3.2 順向電流指數

符號 'Z5' 表示操作順向電流為 50mA。

3.3 順向電壓指數

料號中的代碼 '190' 表示最大順向電壓為 19.0V。

3.4 光通量分級

相對於 4000K 色溫，定義了兩個主要光通量系列：133 流明（最小）系列和 145 流明（最小）系列。每個系列進一步以 5 流明為步階細分為不同等級。例如，133Lm 系列包括 118L5（118-123 lm）、123L5（123-128 lm）直至 148L5（148-153 lm）等分級。

3.5 順向電壓分級

順向電壓以 0.5V 為步階，從 17.0V 到 20.0V 進行分級。分級代碼如 170E（17.0-17.5V）、175E（17.5-18.0V）直至 195E（19.5-20.0V）。

3.6 色度（色彩）分級

LED 根據白光 LED 的 ANSI C78.377 標準進行分級，採用麥克亞當 5 步橢圓系統。這確保同一分級內的 LED 在色彩上視覺無法區分。提供相關色溫（CCT）的分級代碼，包括 2700K、3000K、3500K、4000K、5000K、5700K、6000K 和 6500K，以及它們在 CIE 1931 圖上的目標色度座標（Cx, Cy）。

4. 性能曲線分析

圖形數據有助於理解 LED 在不同條件下的行為。

4.1 光譜分佈

規格書包含光譜分佈曲線，顯示了在不同波長下發射光的相對強度。對於基於藍光晶片搭配螢光粉塗層的白光 LED，此曲線通常顯示來自晶片的強烈藍光峰值，以及來自螢光粉的更寬廣的黃/綠/紅光發射，兩者結合產生白光。確切的形狀決定了色溫與演色性。

4.2 典型電光特性曲線

呈現兩條關鍵曲線：

圖 1：順向電壓偏移 vs. 接面溫度。此曲線顯示順向電壓（V_F）如何隨著接面溫度（T_j）升高而降低。這是半導體 LED 典型的負溫度係數行為。理解這點對於熱管理與恆流驅動器設計至關重要。

圖 2：相對發光強度 vs. 順向電流。此曲線說明了驅動電流與光輸出之間的關係。發光強度通常隨電流增加而增加，但在較高電流下可能因效率下降與熱量增加而呈現次線性關係。

5. 元件選擇與訂購資訊

5.1 產品編號說明

料號 67-22ST/KKES-5MXXXXX190Z5/2T 的結構旨在傳達關鍵規格：

- 67-22ST/KKES：基礎產品系列與封裝代碼。

- 5M：可能與光通量/性能等級及 CRI 分級有關（M=CRI 80 最小）。

- XX：代表相關色溫（CCT）代碼（例如，40 代表 4000K）。

- XX：代表最小光通量代碼（例如，133 代表 133 lm）。

- XXX：其他潛在代碼的佔位符。

- 190：最大順向電壓指數（19.0V）。

- Z5：順向電流指數（50mA）。

- /2T：可能表示包裝類型（帶裝與捲盤）及數量或其他變體資訊。

5.2 量產清單

規格書提供了 133 lm 和 145 lm 系列在八種 CCT（2700K 至 6500K）範圍內可用產品的詳細表格。每個列表包含完整料號、最小 CRI（80）、最小 R9（0）、最小光通量及最大順向電壓（19.0V）。這讓設計師能為其應用選擇精確的色溫與亮度組合。

6. 應用指南與設計考量

6.1 熱管理

由於從接面到焊接點的熱阻為 17°C/W，有效的散熱對於維持性能與壽命至關重要。在最大順向電流或接近該值下操作會產生顯著熱量。PCB 設計必須包含足夠的銅墊或散熱孔，將熱量從 LED 焊接點導出，使接面溫度遠低於 115°C 的最大額定值。

6.2 電氣驅動

此 LED 應使用恆流源驅動，而非恆壓源。建議的操作電流為 50mA。由於 V_F具有負溫度係數，恆流驅動器可確保無論溫度如何輕微波動，光輸出都能保持穩定。驅動器必須能夠提供所需的電壓，每顆 LED 最高可達 19.0V。對於使用多顆 LED 串聯的設計，驅動器電壓必須相應調整。

6.3 光學設計

120 度的廣視角使此 LED 適合需要寬廣、擴散照明而無需二次光學元件的應用。對於更聚焦的光束，可使用外部透鏡或反射器。設計師在規劃光線分佈時應考慮典型的空間輻射模式。

6.4 焊接與組裝

遵守指定的焊接設定檔至關重要。對於迴焊，峰值溫度不得超過 260°C 超過 10 秒。對於手工焊接，烙鐵頭溫度應控制在最高 350°C，接觸時間限制在 3 秒內。務必遵循標準 SMD 組裝與 ESD 防護實務。

7. 技術比較與市場背景

67-22ST 作為 PLCC-2 封裝的中功率 LED，佔據了一個特定的利基市場。相較於高功率 LED，它提供較低的熱密度，且驅動要求通常更簡單，使其適合成本敏感、大量生產的應用，如燈板、格柵燈及燈泡替換。相較於更小型的低功率 LED，它提供顯著更高的光通量，能以更少的元件實現相同的總光輸出，從而簡化光學與機械設計。在其同類產品中，其關鍵差異化優勢在於結合了相對較高的電壓（便於與市電衍生驅動器進行串聯配置）、良好的 CRI（80）以及符合現代環保標準。

8. 常見問題（基於技術參數）

問：此 LED 的實際功耗是多少？

答：功率（P）計算為順向電壓（V_F） × 順向電流（I_F）。在 50mA 的典型操作點及約 18V 的 V_F下，功率約為 0.9W（900mW）。

問：我可以連續以 60mA 驅動此 LED 嗎？

答：雖然絕對最大額定值為 60mA，但建議的操作條件及所有性能數據均以 50mA 為準。以 60mA 操作可能會縮短壽命、提高接面溫度，並可能導致色彩參數偏移。為獲得最佳可靠性，建議以 50mA 或更低電流進行設計。

問：為何規格中的 R9 值為 0？

答：R9 值為 0 表示此 LED 的深紅色光譜含量極低。這在 CRI 為 80 的標準白光 LED 中很常見。對於需要優異演色性，特別是紅色物體的應用，應選擇具有更高 CRI 和 R9 值（例如 'R' 分級）的 LED。

問：如何解讀光通量分級代碼，例如 133L5？

答：'133' 表示該分級的最小光通量（單位為流明）。'L5' 可能表示分級步階大小（5 流明）及系列。因此，133L5 意味著 LED 的光通量將介於 133 lm（最小）與 138 lm（下一個較低分級的最大值）之間。

9. 實際應用範例

情境：設計一款 4000K、1000 流明的 LED 平板燈。

1. LED 選擇：從量產清單中選擇 67-22ST/KKES-5M40145190Z5/2T。這提供 4000K CCT、最小 145 lm 光通量、CRI 80、V_Fmax在 50mA 下為 19.0V。

2. 數量計算：目標光通量 / LED 光通量 = 1000 lm / 145 lm ≈ 6.9 顆 LED。考慮分級與公差，使用 8 顆 LED。這提供了設計餘裕。

3. 電氣設計：將 8 顆 LED 串聯驅動。所需驅動器電壓最大值為 8 × 19.0V = 152V。選擇額定輸出約 150V、50mA 的恆流驅動器。

4. 熱設計：設計金屬核心 PCB（MCPCB）或帶有足夠散熱結構的標準 PCB，以保持焊接點溫度較低。根據環境溫度、熱阻及總功率（8 × 0.9W = 7.2W）計算預期 T_j。

5. 光學設計：10. 工作原理與技術趨勢

10.1 基本工作原理

像 67-22ST 這樣的白光 SMD LED，通常使用氮化銦鎵（InGaN）半導體晶片，當電流通過時會發出藍光（電致發光）。此藍光隨後照射到封裝內沉積的螢光粉塗層（YAG:Ce 或類似物）。螢光粉吸收一部分藍光，並將其重新發射為黃光。剩餘的藍光與轉換後的黃光組合，被人眼感知為白光。藍光與黃光的確切比例，以及多組分螢光粉的使用，決定了相關色溫（CCT）與演色性指數（CRI）。

10.2 產業趨勢

中功率 LED 領域持續演進，有幾個明顯趨勢：

光效提升：晶片技術與螢光粉效率的持續改進，帶來更高的每瓦流明數（lm/W），在相同光輸出下降低能耗。色彩品質改善：市場正轉向更高的 CRI 值（90+）和更好的特定色彩飽和度（例如 R9），特別是在商業與住宅照明領域。微型化與整合：封裝變得更小、更整合，有時會結合多個 LED 晶片或在封裝內包含驅動 IC（COB - 板上晶片，或整合模組）。智慧與可調光照明：LED 越來越多地被設計成可與控制系統協作，實現調光與 CCT 調節（從暖白到冷白）。永續性聚焦：符合嚴格的環保法規（RoHS、REACH、無鹵素）現已成為標準要求，推動了封裝與螢光粉材料科學的創新。Compliance with stringent environmental regulations (RoHS, REACH, halogen-free) is now a standard requirement, driving material science innovations in packaging and phosphors.